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Title: Análisis topológico del interactoma de Helicobacter pylori revela proteínas topológicamente esenciales: identificación de blancos terapéuticos
Other Titles: Topological analysis of the interactome of Helicobacter pylori reveals topologically essential proteins: identification of therapeutic targets
Authors: Gutiérrez E., Andrés Julián
Bayona R., Martín Alonso
Issue Date: Jan-2014
Citation: Gutiérrez E., A. J., & Bayona R., M. A. (2014). Topological analysis of the interactome of helicobacter pylori reveals topologically essential proteins: Identification of therapeutic targets. [Análisis topológico del interactoma de Helicobacter pylori revela proteínas topológicamente esenciales: Identificación de blancos terapéuticos] Revista Colombiana De Gastroenterologia, 29(1), 36-45.
Series/Report no.: Revista Colombiana de Gastroenterologia;Vol. 29, No. 1, Ene.-Mar. 2014, páginas 36-45
Abstract: La Helicobacter pylori ha colonizado la mitad de la población mundial; su infección presenta una prevalencia del 70% al 90% en países en vía de desarrollo y del 25% al 50% en países industrializados. Está establecido que la infección se asocia con el desarrollo de gastritis crónica, úlcera gástrica y duodenal y con cáncer de estómago en el humano. Helicobacter pylori fue la primera bacteria patógena para la cual se dedujo el interactoma y por análisis topológicos se identificaron 702 proteínas involucradas en 1359 interacciones con una cobertura del 97,7% con escala libre; es decir, que el interactoma contiene proteínas topológicamente esenciales. Sin embargo, dichas proteínas y sus asociaciones fisiológicas no han sido descritas, perdiendo de esta manera la posibilidad de identificar posibles blancos terapéuticos. Con el objetivo de identificar proteínas topológicamente esenciales se realizó una reconstrucción del interactoma de la cepa H. pylori ATCC 26695 empleando los complementos BioNetBuilder y NetworkAnalyzer de Cytoscape y la aplicación web cytoHubba. La reconstrucción presentó 896 proteínas y 2416 interacciones con una cobertura del 96% del proteoma ajustada a la distribución de ley de potencias, es decir, presentó escala libre. Usando NetworkAnalyzer y la aplicación Hubba se identificaron proteínas esenciales según los parámetros K y BC; con las que se construyó una subred. El análisis de esta subred mostró que el sistema de secreción tipo IV interactúa con subsistemas metabólicos de lípidos, aminoácidos y ácidos nucleicos por medio de proteínas, para las cuales esta interacción no había sido sugerida. Además, estas interacciones son explicables por perfiles de expresión dependientes del pH, adhesión y homeostasis del hierro; lo cual permite complementar tanto la biología básica de la cepa como postular nuevos blancos terapéuticos putativos.
Helicobacter pylori, which have colonized half the world's population, have a prevalence of 70% to 90 % in developing countries and 25% to 50 % in industrialized countries. It is well established that the infection is associated with the development of chronic gastritis, gastric and duodenal ulcers and stomach cancer in humans. Helicobacter pylori were the first pathogenic bacteria whose interactome was deduced. Topologic analysis identified 702 proteins involved in 1,359 interactions coverage of 97.7 % with scale-free networks. In other words, the interactome contains topologically essential proteins, however, because these proteins and their physiological associations have not been described, we cannot identify potential therapeutic targets. To identify topologically essential proteins we reconstructed the interactome of H. pylori strain ATCC 26695 using BioNetBuilder and Cytoscape NetworkAnalyzer the cytoHubba web application. The reconstruction presented 896 proteins and 2416 interactions with a coverage of 96 % of the proteome adjusted to the distribution of the power law. In other words, the reconstruction presented a scale-free network. We used NetworkAnalyzer and the Hubba application to identify essential proteins according to the BC and K parameters. On that basis we constructed a subnetwork. Analysis of this subnetwork showed that the type IV secretion system interacts with metabolic subsystems of lipids, amino acids and nucleic acids by means of proteins for which this interaction has not been suggested. Moreover, these interactions can be explained by profiles of expression that are dependent on pH, adhesion and iron homeostasis. This allows us to complements both the basic biology of the strain as well as to postulate putative new therapeutic targets. © 2014 Asociaciones Colombianas de Gastroenterología, Endoscopia digestiva, Coloproctología y Hepatología.
URI: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_issuetoc&pid=0120-995720140001&lng=en&nrm=iso
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